GPS/INS组合系统的多重渐消鲁棒容积卡尔曼滤波

张秋昭^1,2，张书毕^1,2，郑南山¹，王坚¹

1. 中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室2. 中国矿业大学环境与测绘学院

摘 要：在对适用于GPS/INS组合导航非线性模型的容积卡尔曼滤波进行深入研究的基础上,提出了一种改进的多重渐消H∞鲁棒容积卡尔曼滤波算法.基于系统状态的可观测性给出多重渐消因子矩阵求解过程,提高滤波算法的稳定性,抑制滤波发散;引入H∞鲁棒思想,构造多重渐消H∞鲁棒容积卡尔曼滤波器;提出采用一种奇异值分解的矩阵分解策略代替标准容积卡尔曼滤波中的Cholesky分解,进一步提高算法的数值稳定性.结果表明:改进的多重渐消H∞鲁棒容积卡尔曼滤波算法不仅能有效抑制滤波发散,提高算法的稳定性,还对观测异常值具有更高的鲁棒性;提出的新算法与标准容积卡尔曼滤波算法相比,X,Y,Z3个方向的位置精度分别提高了55.8%,46.6%和39.7%.

关键词：容积卡尔曼滤波;多重渐消滤波;鲁棒滤波;奇异值分解;组合导航;